理论教育 定位面几何误差对定位误差的影响

定位面几何误差对定位误差的影响

时间:2023-06-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:当以平面定位时,除尺寸误差是产生定位误差的原因外,工件定位平面的平面度误差、各相关定位面的位置误差,以及夹具支承面的平面度误差、各相关支承面的位置误差也是产生平面定位误差的原因。由于几何位置误差产生定位误差的大小与工件的形状、夹具的定位结构和加工部位的位置有关,对具体情况应具体分析。

定位面几何误差对定位误差的影响

当以平面定位时,除尺寸误差是产生定位误差的原因外,工件定位平面的平面度误差、各相关定位面的位置误差,以及夹具支承面的平面度误差、各相关支承面的位置误差也是产生平面定位误差的原因。图2-14a表示工件定位面平面度误差Δ使工件产生角度偏移978-7-111-58538-1-Chapter02-68.jpg978-7-111-58538-1-Chapter02-69.jpg,使工件产生高度定位误差(≈Δ);图2-14b表示夹具定位支承面的高度不一致,使工件产生角度偏移Δα;图2-14c表示工件两定位面有垂直度误差,使工件在加工尺寸L时产生定位误差±ΔL(止动点在工件侧面的中点)。

由于几何位置误差产生定位误差的大小与工件的形状、夹具的定位结构和加工部位的位置有关,对具体情况应具体分析。下面以矩形棱柱工件为例进行分析。[46]

1)不考虑三个定位面有垂直度误差,分析工件定位面几何误差对加工尺寸ABC定位精度产生的影响,如图2-15所示。

工件底面用三个支承定位,其与工件的接触有下列几种情况:

①所有定位支承与工件表面最高的峰高(凸起部位)接触,这时工件定位面平面度偏差对加工没有影响。

②所有定位支承与工件表面最低的谷深(低凹部位)接触,工件的位置沿高度(Z轴)方向向下平移,其最大值等于工件表面平面度公差T1

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图2-14 工件定位面几何误差产生定位误差示例

③两个定位支承与工件表面的峰高接触,而第三个定位支承与工件表面谷深接触,这时工件定位面相对XOY面产生角度偏差(或接触情况相反,两点谷深,一点谷峰,情况也一样),产生这种情况的概率大,所以按这种情况进行分析。这时工件的主要定位面相对于XOY面、导向定位面相对XOZ面、止动面相对YOZ面都可能产生角度偏差,使加工尺寸ABC产生定位误差。由几何关系可推导出这些误差的计算式。图2-15a所示为主要定位面三个定位支承所在的位置,其定位误差分析如图2-15b所示。首先分析在Ⅰ—Ⅰ截面上的定位误差。图2-15中D为工件表面,由于有形状误差T1D面与夹具定位面B产生斜角(±α),在工件尺寸A方向产生定位误差为Δ。由于工件可在两个方向倾斜,所以工件在Ⅰ—Ⅰ截面上的定位误差为Δ(Ⅰ—Ⅰ方向表示沿X方向)。

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再分析在Ⅱ—Ⅱ截面上的定位误差,如图2-5c所示的K向视图,Ⅱ—Ⅱ方向表示对角方向。

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工件在Ⅱ—Ⅱ(对角方向)的倾斜等于工件在XY方向产生的倾斜之和,Δ值与三个支承点的位置有关,所以对图2-15a,Δ也可按下式计算:

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由后面的计算实例可知,用上面两种计算Δ的公式计算,其计算结果一致。

ΔΔ,所以取Δ作为加工尺寸A时由于定位面平面度误差产生的定位误差εA=Δ

对图2-15d所示的三定位支承所在的位置

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图2-15 由于工件定位面几何误差产生的定位误差计算图

同样可得到加工尺寸BC时的定位误差εBεC,见表2-6。

2-6 工件定位面形状误差产生的定位误差计算式(按图2-15,不考虑各面垂直度误差)

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(续)

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注:1.系数K,锥度点支承K=1;小平面支承K=0.7;板支承K=0.3。(www.daowen.com)

2.T1T2T3分别为主要定位面、导向定位面和止动定位面的平面度公差。

3.εAεBεC分别为加工尺寸ABC的定位误差。

2)不考虑三个定位面有形状误差,分析工件三个定位面有垂直度误差对加工尺寸ABC产生的定位误差。因底面D是主要定位面,其他定位面对底面垂直度偏差对加工尺寸A不产生定位误差,即λA=0。导向定位面E对主要定位面D有垂直度偏差T4,使加工尺寸B产生定位误差λB(图2-16),其误差只与T4和导向定位面支承点的位置有关。

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图2-16 定位面位置误差产生的定位误差计算图

A1=A′1λB=T4;若A′1A1λB=2T4;若A1A′1,则978-7-111-58538-1-Chapter02-79.jpg;若A1A′1,则978-7-111-58538-1-Chapter02-80.jpg978-7-111-58538-1-Chapter02-81.jpg

同样可得,当止动面F对主要定位面D有垂直度误差T5时,加工尺寸C产生的定位误差λC等于由于EF两面对底面D垂直度误差产生的定位误差之和,见表2-7。

2-7 工件定位面位置误差产生的定位误差计算式(按图2-15和图2-16计算)

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(续)

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注:1.T4为导向定位面对主要定位面的垂直度公差。

2.T5为止动定位面对主要定位面的垂直度公差。

3.λBλC为加工尺寸BC时由于定位面垂直度误差产生的定位误差(以主要定位面为基准,对加工尺寸A没有由于垂直度偏差产生的定位误差,λA=0)。

3)由上面分析,对矩形棱柱工件考虑其各定位面既有平面度误差,又有垂直度误差,则加工尺寸ABC的总误差分别为ΔAΔBΔC,对图2-15和图2-16有

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按图2-15,若矩形工件的尺寸为A×B×C=200mm×300mm×400mm,其各定位面平面度偏差T1=T2=T3=0.1mm,各定位面相互垂直度偏差T4=T5=0.15mm;尺寸A1=A1=100mm;B′=B″=150mm;B1=C1=C′=20mm;B0=260mm;C0=C0=360mm;K=0.5(平面支承),计算加工尺寸ABC时由于定位面有形状位置误差而产生的定位误差。

由于定位面形状误差加工尺寸A产生的定位误差按表2-6中的公式计算。

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由前面介绍,也可按978-7-111-58538-1-Chapter02-86.jpg(图2-15c)由已知参数作图和计算,得GG1=150mm,G2G3=245mm,则

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以上说明两种计算εA的公式是一致的。对本例,其他计算结果见表2-8。

2-8 按图2-15计算示例得出的计算结果

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